張愛華，聶素麗，賈維肖，趙梓成，4，李培旺，肖志紅

（1.湖南省林業(yè)科學院，湖南 長沙 410004；2.木本油料資源利用國家重點實驗室，湖南 長沙 410004；3.湖南省建筑材料研究設計院有限公司，湖南 長沙 410011；4.湘潭大學 機械工程與力學學院，湖南 湘潭 411105）

光皮梾木（別名光皮樹，斑皮抽水樹），屬于雙子葉植物綱、山茱萸科、梾木屬的落葉喬木，是一種公認的高含油生物能源樹種，生物柴油的理想原料樹種[1-3]。目前對光皮梾木的研究比較少，李昌珠等[4-5]對光皮梾木進行了深入研究，提出了光皮梾木豐產矮化技術規(guī)程，開展了光皮梾木優(yōu)良無性系的區(qū)域栽培試驗，構建了光皮梾木立地質量評價量化模型，有望在黃河以南和珠江以北地區(qū)進行大面積種植。肖志紅等[6]對光皮梾木果實不同部位油脂組成進行了分析，闡述說明光皮梾木果實全果含油，果肉含油占全果60%以上，核仁含油占全果30%以上，干基光皮梾木果含油率在30%左右，因此光皮梾木在我國具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

光皮梾木在我國已經得到了一定發(fā)展，其油脂也到了較廣泛應用。目前主要應用于生物能源和食用油兩個領域[7-8]。李正茂等[9]對光皮梾木經濟性狀及開發(fā)生物質液體燃料的研究進行了構想，闡明光皮梾木經濟利用系數高，果實含油率在30%以上；油質好，對其轉化的生物燃料進行了測定，十六烷值在45 以上，符合車用燃料標準；政策扶持方面，光皮梾木已經被列入中國與歐盟的合作研究項目，有望快速推進其在生物質液體燃料領域的研究與開發(fā)。

李昌珠等[10]對目前國內光皮梾木的資源狀況進行了闡述，目前國內的光皮梾木主要集中種植于湖南省和江西省，種植面積約為5.3×104hm2。劉光斌等[11]對5 種野生木本植物油性質及其制備生物柴油進行了研究，認為光皮梾木油是一種制備生物柴油的優(yōu)良原料，反應過程酯交換率大于95%，所制備的生物柴油符合國家標準，產品指標也接近于0#柴油標準[12-14]。

光皮梾木油中的亞油酸和β-谷甾醇是人體不可缺少的營養(yǎng)物質，具有提高人體免疫力、降低動脈粥樣硬化風險的作用，此外還有抗腫瘤和預防糖尿病的效果[15-16]。許安然等[17]采用光皮梾木油治療高脂血癥，并進行了臨床試驗，結果表明光皮梾木油能夠明顯降低人體內的膽固醇和β 脂蛋白，在食用過程中無任何毒副作用，可以作為輔助降脂的藥食同源產品使用。亞臨界技術已成功應用于深海魚油、無花果油、牡丹籽油、孜然油、白果油、姜油和大宗油脂的制備[18-22]，也應用于煙草浸膏、羊毛脂內含油脂的脫除領域[23-24]。超臨界萃取法存在設備投資大、效率低、生產成本極高等不足[25]。SFE 技術（超臨界流體萃取技術）較傳統制油工藝存在諸多優(yōu)勢，因此在行業(yè)內勢頭發(fā)展迅猛，并已逐漸擴展應用到新型油料領域。制油過程的參數調整至關重要[26]。朱凱琪等采用SPE 技術制備了柚皮精油，韓艷利等[27]對山蒼子果實的亞臨界低溫制油工藝進行了研究，發(fā)現該工藝具有很好的實用前景。

本研究旨在探索采用亞臨界正丁烷（n-C4）流體萃取光皮梾木油技術，探討光皮梾木油在亞臨界液態(tài)n-C4中的溶解進程平衡，研究溫度對萃取動力學的影響，為光皮梾木油的高效萃取及其功能成分制備提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗儀器

SPE 實驗室成套設備（型號CBE-XL，河南亞臨界生物有限公司）；實驗室萬能粉碎機（型號XFB-200，吉首市中誠制藥機械廠）；氣質聯用色譜儀（型號SCION SQ，BRUKER，USA）；數控標準檢驗篩分機（型號RA-200，上海如昂機電科技有限公司）；電子天平（型號MS304TS-02，梅特勒-托利多國際貿易上海公司）。

1.2 試驗材料

光皮梾木果實，采自湖南省林業(yè)科學院實驗林場，丁烷（純度99.99%）購于青島魯東氣體有限公司，石油醚、正己烷（AR 級）均購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 亞臨界萃取制油試驗設計

1）單因素試驗考察不同因素變量對萃取效果的影響：物料粒徑/目（10、20、30、40、50）、物料水分/%（3.02、5.29、7.67、10.19、12.24）、萃取溫度/℃（25、30、35、40、45）、萃取時間/min（20、30、40、50、60）、料液比（1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3）、萃取次數（1、2、3、4、5）。

在萃取溫度35℃，料液比1∶1.5，萃取時間40 min，物料水分10.19%的試驗條件下考察粒徑因素對萃取率影響；在萃取溫度35℃、料液比1∶1.5、物料粒徑30 目、萃取時間40 min 的試驗條件下考察物料水分對萃取率的影響；在料液比1∶1.5，物料水分10.19%，物料粒徑30 目，萃取時間40 min 的試驗條件下考察萃取溫度對萃取率的影響；在萃取溫度35℃、料液比1∶1.5、物料水分10.19%、物料粒徑30 目的條件下考察萃取時間對萃取率的影響；在萃取溫度35℃、物料粒徑30 目、物料水分10.19%、萃取時間為40 min 的條件下考察料液比對光皮梾木油萃取率的影響；在萃取溫度35℃、物料粒徑30 目、物料水分10.19%、萃取時間40 min、料液比1∶1.5 的試驗條件下考察萃取次數對光皮梾木油萃取率的影響。

2）響應面優(yōu)化試驗：在單因素試驗的基礎上，進一步考察萃取溫度、萃取時間和料液比及其交互作用對萃取效果的影響，采用Box-Behnken中的設計方法，運用Design-Expert 軟件設計設計L17(3,3)進行RSM 優(yōu)化。

1.3.2 亞臨界n-C4 流體萃取制油

按照試驗設計要求（見1.3.1），準確稱取一定量粉碎后的光皮梾木果實物料，置于萃取釜內，萃取過程按照設定和萃取時間定時排放萃取液。具體操作詳見CBE-XL SPE 試驗室成套設備說明書，循環(huán)若干次完成萃取，同一樣品試驗要保持后續(xù)過程同第一次萃取的操作參數，并依次進行后續(xù)次數的萃取。

1.3.3 脂肪酸組分含量及含油率指標測定

利用分析天平稱取1 g 以內的油脂樣品轉至試管，將甲醇-氫氧化鈉混合溶液按照設定比例與油脂樣品混合，通過酯交換反應使脂肪酸甘油三酯轉換為脂肪酸甲酯。溫水浴條件下快速搖動100 min，加入萃取劑正己烷繼續(xù)搖動20 min。將萃取相稀釋定容，用于后續(xù)氣相分析[28-29]。含油率指標檢測參照GB/T 14488.1—2008。

1.3.4 光皮梾木油—亞臨界n-C4 兩相溶解度平衡模型研究

圖1 模擬系統可以分為A、B、C 三個區(qū)域，光皮梾木油的濃度分布為A 區(qū)域＞C 區(qū)域＞B 區(qū)域。光皮梾木油和亞臨界n-C4兩相初始接觸，油脂分子傳質運動開始，A 區(qū)域傳至C 區(qū)域，再由C 區(qū)域傳至B 區(qū)域，n-C4由B 區(qū)域傳至C 區(qū)域，再由C 區(qū)域傳至A 區(qū)域，經過一定時間的傳質運動，A、B、C 三個區(qū)域將達到一種動態(tài)的平衡。

圖1 模擬兩相互溶平衡示意Fig.1 Schematic diagram of simulated two-phase miscible equilibrium

1.3.5 亞臨界n-C4 流體萃取光皮梾木油的動力學研究

亞臨界n-C4流體萃取制備光皮梾木油過程中涉及流體體系和萃取微動態(tài)比較復雜，通常采用半理論半經驗的方法確定模型的參數。本研究直接引用Patricelli模型公式進行后續(xù)動力學的研究，并對其進行考察驗證。

2 結果與分析

2.1 光皮梾木油-亞臨界n-C4 兩相溶解度平衡模型

2.1.1 動態(tài)互溶平衡時長

平衡傳質時間直接影響互溶測定結果的準確性，為了保證體系相平衡的達到，合理的傳質時間顯得尤為重要。過長的傳質時間，不僅會影響結果準確性，還會造成能耗損失，增加不必要的負擔。過短的傳質時間直接影響互溶度的準確性，造成試驗無意義。因此，分別在30、40 和50℃的條件下，考察了傳質時間對互溶度的影響規(guī)律，結果如圖2 所示。

圖2 丁烷流體中光皮梾木油質量變化Fig.2 Changes in the quality of parvovirus oil in butane fluid

如圖2 所示，不同溫度下n-C4流體中溶解光皮梾木油的質量隨時間延長呈現先增大后逐漸平緩的趨勢，采用相對標準偏差（RSD）來顯示試驗過程數據的穩(wěn)定性，RSD 的計算方法見式（1）。

式（1）中：n為采集數據的個數；xi為數據點對應的數據值；為采集數據的平均值。

把每3 個相鄰的數據作為一組，根據式（1）計算每組數據的RSD。當RSD 處于5.0%以下即可認定為試驗過程產生的數據穩(wěn)定，即互溶傳質過程達到動態(tài)平衡。

從圖2 和圖3 可以看出，在30℃的條件下，光皮梾木油互溶擴散在60 min 后達到平衡。在40℃和50℃的條件下，光皮梾木油溶解平衡的時間都在40 min 前后，由此可見溫度的升高可以使得光皮梾木油與溶劑更快地達到互溶平衡。這是因為溫度升高能加快傳質速率，提高分子運動水平，從而縮短了溶解達到平衡的時間。為了準確測量光皮梾木油的互溶度，在考察溫度區(qū)間內（30～50℃），選擇適宜的萃取平衡時間為60 min。

圖3 采集的組數據RSDFig.3 Collected group data RSD

通過重復性試驗檢驗了本方案的準確性，采用相對標準偏差（式1）來衡量試驗數據的準確性和穩(wěn)定性?？疾旃に嚄l件：反應溫度30℃，溶劑1 L，測得3 組光皮梾木油/n-C4的互溶數據（84.91、85.42、85.94 g/L），標準偏差RSD 小于1%，因此本試驗結果準確、可靠。

2.1.2 互溶模型驗證

由圖1 可知，n-C4與光皮梾木油分子通過一個相對靜態(tài)的緩沖區(qū)C 進行互相傳質，再分別進入對方的體系呈梯度式進行擴散，最終使各自濃度達到設定條件下的互溶平衡狀態(tài)。

基于傳質擴散的本質，建立關于光皮梾木油在n-C4流體中的一維穩(wěn)態(tài)擴散模型，見圖4。

圖4 一維穩(wěn)態(tài)擴散模型示意Fig.4 Schematic diagram of one-dimensional steady-state diffusion model

其中，Cin，Cout，為光皮梾木油的質量濃度（g/L），代入求得

采用菲克第一擴散定律：

單位時間內透過靜態(tài)緩沖區(qū)面積為A的質量流量為

設定光皮梾木油在A 區(qū)域內濃度CA一致，B區(qū)域CB一致，定為常數項，把式10中的常數項用P，R替換。

因此，式10 可以化簡為：

對t積分可得：

經上述推導，一定時間內溶解質量m與經過的時間t的關系如公式14 所示。用Origin 2018 軟件的非線性擬合功能對圖3 試驗數據進行擬合函數取，結果如圖5 所示：擬合的效果用均方差和決定系數（R2）判斷，擬合結果如表1。

圖5 試驗數據擬合結果Fig.5 Experimental data fitting results

由表1 可知，時間結果的決定系數R2都很大（R2＞0.95），并且F值都為顯著（F＜0.05%）。方差檢驗表明，模型計算值與試驗數據沒有顯著差異。因此，式（14）能很好地與試驗數據符合，證明了試驗方法的準確、可靠。

表1 模型擬合結果Table 1 Model fitting results

2.1.3 互溶度及相互關聯

測定了溫度30～50℃時的互溶度數值，結果見表2。

表2 溶解度試驗數據Table 2 Experimental data of solubility

互溶度平衡的數據關聯方法采用締合模型法。簡要推導過程如下：

1 mol A 與k mol B 形成1 mol 結合物ABk，即：

那么有平衡常數：

取對數得到：

其中[A]，[B]，[ABk]分別表示溶質、溶劑、結合物的平衡摩爾濃度。

根據Clapeyron-Clausius 方程及Van’t Hoff方程：

其中：?Hvap表示溶劑蒸發(fā)熱，J/mol；Hsolv? 表示溶質溶解熱，J/mol；qv，qs為積分常數。

由式（13）-（19）得：

式中d為流體密度，a，b和k分別為經驗常數。

方公式（20）將互溶度與n-C4流體密度、操作溫度等因素進行了關聯，將表4 中溫度、密度數值進行線性回歸，見式（21）。

回歸系數0.998 93，表明在30 到50℃范圍內，線性相關性高。

將式（21）帶入式（20）得：

將試驗數據數用式（22）進行回歸，可得回歸方程：

k=15.66、ΔH為總反應熱、R=8.314 J/(mol·K)，，表明光皮梾木油在亞臨界n-C4中的溶解是一個放熱過程。

試驗值與式（23）計算值對比見圖6。

圖6 計算值與擬合值對比Fig.6 Comparison between calculated value and fitting value

從圖6 可以看到，試驗值和計算值幾乎都落在一條直線上。試驗值的平均相對誤差（ARE%）為1.09%，最大相對誤差（RE%）為1.11%，因此說明，在30～50℃范圍內，采用公式（23）計算光皮梾木油與亞臨界n-C4中的互溶度有很好的準確性，這對本試驗選用的溫度指導意義重大。

2.2 亞臨界n-C4 流體萃取制油工藝優(yōu)化研究

2.2.1 單因素試驗

1）粒徑因素對萃取率影響

試驗結果見圖7a，可知物料粒徑在30 目以內，光皮梾木油脂萃取率與目數成正比；物料粒徑大于30 目，光皮梾木油脂萃取率與目數成反比，根據單因素試驗結果粒徑為30 目，萃取率達到最高。這是由于物料目數低，顆粒粒徑會變大，物料內部的油脂分子不利于梯度擴散；顆粒粒徑過小，容易造成粉末團聚，且在實際操作過程中不利于溶劑通過致密的物料層，所以造成萃取率下降，因此綜合考慮，后續(xù)試驗物料粒徑控制在30 目。

2）物料水分對萃取率的影響

試驗結果見圖7b，可知過高的含水率對萃取率的影響比較大，在物料含水率超過12%，萃取率有明顯的下降趨勢。這是由于物料中的H2O 分子為極性分子，油脂和萃取相n-C4都為非極性分子，H2O 分子的存在能夠阻礙油脂分子向萃取相的擴散；但是過低含水率就需要消耗更多的熱能進行烘干，并且水分低于10%后，萃取率的升高趨勢不是很明顯。因此，本試驗后續(xù)過程中針對物料水分控制在10%左右。

3）萃取溫度對萃取率的影響

試驗結果見圖7c，可知在亞臨界n-C4流體萃取制油過程中，溫度升高（25～35℃）可有效提高油脂的萃取率，這是由于溫度升高可以加快分子擴散運動，使n-C4流體與物料中的油脂分子接觸能力提高，從而促進油脂的萃取率；但溫度過高（40～45℃），會造成萃取釜內n-C4分子氣化加劇，從而使亞臨界狀態(tài)的n-C4溶劑實際體積減小，不利于光皮梾木油的提取。因此，針對萃取溫度因素在后續(xù)響應面試驗優(yōu)化范圍為30～40℃。

4）萃取時間對萃取率的影響

試驗結果見圖7d，可知在時間40 min 以內，光皮梾木油脂萃取率與萃取時間成正比；時間大于40 min，光皮梾木油脂萃取率呈現持平趨勢。這是由于在萃取的初始階段，物料中的油脂分子處于快速的傳質階段，物料細胞中的油脂分子由高濃度向n-C4溶劑快速擴散，所以萃取率有明顯提高。隨著時間增加，n-C4溶劑中的油脂分子與物料細胞的中油脂分子擴散運動達到動態(tài)平衡，造成傳質進入慢速階段，從而萃取率趨于平緩。因此，后續(xù)試驗選萃取時間30～50 min 的考察范圍為宜。

5）料液比對光皮梾木油萃取率的影響

試驗結果見圖7e，可知在亞臨界萃取過程中，料液比由1∶1～1∶25 階段，萃取率有顯著提高，這是由于溶劑量少會影響物料中油脂分子的傳質，隨著料液比增加，會加大萃取過程中油脂分子擴散的濃度差，從而有利于萃取率的提高。當料液比進一步增加，油脂分子擴散平衡增加的升高幅度不及料液比的升高幅度，并且還會造成后續(xù)脫溶的成本增加。因此，后續(xù)試驗選擇料液比1∶1.5～1∶2.5 的考察范圍為宜。

6）萃取次數光皮梾木油萃取率的影響

試驗結果見圖7f，可知光皮梾木油萃取率隨著萃取次數的增加而增加，當萃取3 次后，油脂萃取率的增幅明顯降低，這說明在當前工藝條件下經過3 次萃取光皮梾木油的萃取率達到峰值，為94.31%。萃取次數的增加本質也就是增加了萃取時間和料液比，不僅會造成溶劑的浪費和延長脫溶的時間，還會增加工藝生產的成本。因此，選擇萃取次數3 次為宜，并且為了因素的獨立性，在后續(xù)響應面試驗設計時不再考慮萃取次數這個因素。

圖7 各因素對萃取率的影響Fig.7 Effects of factors on extraction rate

2.2.2 RSM 方案結果

針對單因素試驗考察結果，選取A-萃取溫度、B-料液比、C-萃取時間RSM 試驗中的自變量，以光皮梾木油Y-萃取率為試驗結果響應值。利用Design-Expert 8.0 中BBD 模塊進行RSM 優(yōu)化，試驗設計采用L17(3,3)。

對表3 Box-Behnken 試驗結果實進行數據處理分析，得到光皮梾木油制備過程中萃取溫度（A/℃）、料液比（B）、萃取時間（C/min）三因素的試驗值與收率(Y/%)之間的二次回歸方程模型：

表3 Box-Behnken 試驗設計與結果Table 3 Box Behnken experimental design and results

由表4 可知，模型P＜0.000 1，R2（決定系數）為0.987 1，R2adj（調整系數）為0.970 6，說明擬合模型顯著、擬合度高，可以很好地對不同條件下亞臨界n-C4流體萃取光皮梾木油的響應值進行準確預測。

表4 RSM 回歸模型方差分析Table 4 Response surface regression model analysis of variance

由圖8 可知，響應面交互作用3D 圖形和等高線圖中顯示了交互作用的最高點，且最高點的數值均在考察范圍之內，表明模型真實可靠。進一步分析：萃取時間和料溶比兩個因素作用極顯著，萃取溫度作用次之。通過對表6 響應面回歸模型方差分析后，確定預測最佳參數為萃取溫度36.45℃、料液比1∶2.45、萃取時間43.51 min，萃取率預測值99.39%。根據實際情況調整為萃取溫度（36℃）、料液比（1∶2.5）、萃取時間（43 min），在經響應面優(yōu)化后的3 次平行試驗值為99.15%±0.05%，與預測值相差0.24%±0.05%，相差不大，說明模型真實可靠；較優(yōu)化前單因素條件中最佳萃取率提高了4.80%±0.05%。

圖8 兩因素交互影響轉化率的響應面和等高線圖Fig.8 Response surface and contour maps of two factors interacting to influence the conversion rate

2.2.3 亞臨界n-C4 流體萃取光皮梾木油的動力學研究

Meziane 等[30]采用Patricelli 模型對葵花籽的萃取機理進行了研究，發(fā)現含油的物料與萃取劑之間存在兩種方式：游離油脂萃取和結合油脂擴散萃取，其中游離油脂的萃取占主導地位，并且該模型相對成熟，本研究直接引用該模型式（25）進行后續(xù)動力學的研究。

式（25）中：Yt為光皮梾木油某時間點的萃取率（g/100 g）；Ye為平衡萃取率；為游離油脂萃取平衡萃取率（g/100 g）；為結合油脂擴散平衡萃取率（g/100 g）；Bw為游離油脂傳質系數（min-1）；Bd為結合油脂傳質系數（min-1）。

由圖9可知，在同一溫度的條件下，亞臨界n-C4流體萃取的萃取率隨著時間的增加呈現升高趨勢，在起始階段20 min 以內，光皮梾木油的萃取率增加趨勢迅猛，這是由于物料內的油脂分子含量高，擴散的梯度差比較大，所以對萃取率有利；在以后時間，萃取率逐漸趨于平緩。同時，隨著溫度的升高，同一時刻的萃取率也呈現上升趨勢，這是由于溫度的增加能夠提高流體和油脂分子的運動速率，有益于油脂分子的萃取。

采用1stopt 數據處理軟件將不同溫度和不同時間的光皮梾木油萃取率的數據進行模型擬合，并采用Origin 軟件進行繪圖，由圖9 可知，Patricelli模型準確地闡述了亞臨界n-C4萃取的動力學過程，擬合曲線見圖9 中的紅實線，模型參數見表5。

表5 光皮梾木油萃取過程Patricelli 模型擬合參數表Table 5 Fitting parameters of the Patricelli model in extraction process of S.wilsoniana oil

圖9 不同萃取溫度動力學曲線Fig.9 Kinetic curve at different extraction temperature

Patricelli 模型闡述的油脂萃取過程分為兩部分：一是物料經過預處理后，黏附或吸附在物料內部或物料顆粒之間的游離油脂，該部分油脂的萃取率很高，在圖中能夠看到陡升的趨勢；二是物料內部的結合油脂，這部分油脂在細胞壁內，需要通過油脂分子的擴散運動才能實現油脂的萃取，由于增加了阻礙，所以萃取率較低。

2.2.4 不同工藝光皮梾木油的物化性質

1）光皮梾木油的常規(guī)理化指標

由表6 可知，3 種工藝制備的光皮梾木油考察的主要理化指標無明顯差異，進一步說明亞臨界制油工藝的可靠性。3 種工藝制備的光皮梾木油的酸值均較高，這是由于光皮梾木果實為全果含油，在果實成熟過程中，果肉內的油脂在高水分的條件下，再加上自身生物酶的催化，會發(fā)生酸敗現象。這也為后續(xù)光皮梾木果實的采收時間和烘干預處理提供了科研基礎。

表6 3 種油脂制備方法對光皮梾木油常規(guī)指標的影響Table 6 Effects of three oil preparation methods on Routine Indexes

2）脂肪酸組分分析

由表7 可知，亞油酸、油酸、棕櫚酸、亞麻酸、硬脂酸等主要成分的相對百分含量在三種工藝制備的光皮梾木油中無顯著變化，均為亞油酸和油酸占據了75%以上的含量。從油脂分子角度來講，3 種工藝對油脂的品質無任何不利影響，這說明亞臨界n-C4流體萃取光皮梾木油工藝切實可行。

表7 光皮梾木油脂肪酸的組成和相對含量Table 7 Composition and relative content of fatty acids in S.wilsoniana oil

由圖10a 可知，光皮梾木油中不飽和脂肪酸組分為79.67%，飽和脂肪酸組分為19.13%。因為光皮梾木油催化裂解后續(xù)要進行異構和加氫反應，不飽和組分的增加有利于后續(xù)的異構化反應，這也驗證了光皮梾木油是一種理想的生物能源原料。由圖10b 可知，光皮梾木油中C18脂肪酸組分為81.78%，C16脂肪酸組分為17.02%，二者總和占比為98.80%。常規(guī)柴油主要組分的碳數分布區(qū)間為C15～C20，這說明以光皮梾木油作為原料開發(fā)生物燃料具有一定的理論依據。

圖10 光皮梾木油脂肪酸組分及碳數分布Fig.10 Component and carbon number distribution of S.wilsoniana oil

3 結論與討論

3.1 結 論

本研究嘗試采用亞臨界萃取技術用于光皮梾木油的制備，并從萃取機理、萃取動力學和工藝參數優(yōu)化等方面闡述了亞臨界流體制備光皮梾木油的過程，發(fā)現采用亞臨界技術制備光皮梾木油不僅油脂得率較高，而且工藝過程溫度較低，整體能耗較少。

通過模擬亞臨界n-C4/光皮梾木油兩相互溶平衡模型，研究了光皮梾木油在亞臨界n-C4中的互溶性動態(tài)平衡，測定了光皮梾木油在亞臨界n-C4中的溶解度，并用改進模型對平衡溶解度和工藝溫度進行關聯。

研究了SFE 萃取制備光皮梾木油過程中的各因素變化對油脂萃取率的影響，通過單因素結果獲得各因素的具體考察范圍，在此基礎上選取萃取溫度、料液比、萃取時間3 個參數選為自變量，以光皮梾木油萃取率為響應值，利用數據處理軟件Design-Expert 8.0 中BBD 模塊進行L17(3,3)水平試驗設計，獲得二次回歸方程模型，擬合模型顯著、擬合度高，可以很好地對不同條件下亞臨界n-C4流體萃取光皮梾木油的響應值進行準確預測。

在不同溫度條件下，采用1stopt 數據處理軟件將不同時間的光皮梾木油萃取率的數值進行模型擬合，并采用Origin 軟件進行繪圖，發(fā)現Patricelli 模型準確地闡明了光皮梾木油通過亞臨界n-C4萃取的動力學過程，R2均＞0.99。

3.2 討 論

通過本研究發(fā)現亞臨界n-C4流體萃取在光皮梾木油脂制備領域具有很好的發(fā)展?jié)摿?，從萃取機理闡述游離油脂萃取和內部結合油脂萃取的過程，達到用于指導生產制油的目的，較傳統工藝不僅大大提高了油脂的得率[31]，而且制油工藝全程低溫，油脂內含活性物質（角鯊烯、甾醇等）以及剩余餅粕活性物質（蛋白質）得以保留，為下一步的科研開發(fā)提供了優(yōu)質原料。因為本實驗是在小試萃取裝置基礎進行的研究，若要進行規(guī)模化放大還需進行中試和大試，重點解決亞臨界n-C4流體萃取過程中存在的“蟲洞現象”“熱交換節(jié)能應用”等技術難題，這也為后續(xù)研究提供了思路，以期完善整個萃取流程的工藝優(yōu)化。本研究未來將繼續(xù)擴大亞臨界n-C4流體萃取在木本油料領域的研究，以及探究亞臨界技術萃取的木本油脂和餅粕副產物的高值化利用，例如通過亞臨界低溫萃取獲得的高品質光皮梾木油在人體亞健康治療領域的應用研究，以及餅粕作為高品質蛋白質原料進行分提等研究。